CN109941091A - 一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统及工作方法，混合动力系统主要包括发动机、扭转减震器、输入轴、一号电机、二号电机、模式切换装置、行星排、行星架轴、太阳轮轴、一号电机轴、二号电机轴、二号电机轴齿轮、齿圈轴、输出轴齿轮；一号电机和二号电机都具有发电和电动两种状态，本发明的系统通过采用行星排机构和模式切换装置组合执行动作，能够实现功率分流式混合动力驱动、增程式混合动力驱动和纯电动三种工作状态，以适用车辆不同的运行工况。

Description

一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统及工作方法
技术领域
本发明属于车辆工程领域，尤其是涉及一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统及工作方法。
背景技术
汽车混合动力系统中功率分流式混合动力使用广泛，而随着电池技术的发展和政策导向，增程式混合动力的应用会逐渐增加。现有混联混合动力系统一般只能实现上述两个功能中的一个。充分利用两个电动机和发动机三个动力源，利用模式切换装置可以实现功率分流式混合动力和增程式混合动力切换，使车辆可以适应更多的工况。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统，以解决现有混合动力系统无法兼顾功率分流和增程功能的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统，包括模式切换装置、发动机、扭转减震器、一号电机、一号电机轴、行星排、二号电机齿轮、二号电机轴、二号电机、输入轴、行星架轴、太阳轮轴、齿圈轴齿轮、齿圈轴；
模式切换装置包括输入轴从动齿轮、一号离合器、二号离合器、太阳轮轴从动齿轮、太阳轮轴齿轮、输入轴齿轮、三号离合器；输入轴齿轮与输入轴固定连接，与输入轴从动齿轮啮合；太阳轮轴齿轮与太阳轮轴固定连接，与太阳轮轴从动齿轮啮合；一号离合器一端与一号电机轴相连、另一端与输入轴从动齿轮相连；二号离合器一端与一号电机轴相连、另一端与太阳轮轴从动齿轮相连；三号离合器一端与输入轴相连、另一端与行星架轴相连；
行星排包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈；太阳轮同太阳轮轴连接，行星架同行星架轴连接，齿圈同齿圈轴连接；
输入轴为发动机的动力轴，其一端连接扭转减震器，另一端连接输入轴齿轮；二号电机轴一端和二号电机转子连接，另一端和二号电机轴齿轮连接，齿圈轴为动力输出轴，同齿圈连接。
进一步的，所述输入轴从动齿轮在一号电机轴上位置固定，可自由旋转。
进一步的，所述太阳轮轴从动齿轮在一号电机轴上位置固定，可自由旋转。
进一步的，所述一号电机为电动和发电一体机，其转子轴同一号电机轴连接。
进一步的，所述二号电机为电动和发电一体机，其转子轴同二号电机轴连接。
一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统的工作方法，在纯电动驱动方式下，所述一号离合器松开，所述二号离合器松开，所述三号离合器松开，所述发动机不工作，所述一号电机不工作，所述二号电机以电动机方式工作，二号电机的输出动力经过所述齿圈轴输出。
进一步的，在功率分流式混合动力驱动方式下，所述一号离合器松开，所述二号离合器接合，所述三号离合器接合，所述发动机工作，所述一号电机以发电机方式工作，所述二号电机以电动机方式工作，所述发动机的部分动力直接通过所述行星架和二号电机的动力经所述齿圈轴输出。
进一步的，在增程式混合动力驱动方式下，所述一号离合器接合，所述二号离合松开，所述三号离合器松开，所述发动机工作，所述一号电机以发电机方式工作，所述二号电机以电动机方式工作，所述发动机的部分动力直接通过所述输入轴齿轮和所述输入轴从动齿轮传递至所述一号电机进行发电，所述二号电机的输出动力经过所述齿圈轴输出。
相对于现有技术，本发明所述的一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统及工作方法具有以下优势：
本发明的一号电机和二号电机都具有发电和电动两种状态，系统通过采用行星排机构和模式切换装置组合执行动作，能够实现功率分流式混合动力驱动、增程式混合动力驱动和纯电动三种工作状态，以适用车辆不同的运行工况所述的。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统示意图。
附图标记说明：
1-模式切换装置；2-发动机；3-扭转减震器；4-一号电机；5-一号电机轴；6-行星排；7-二号电机齿轮；8-二号电机轴；9-二号电机；10-输入轴；11-行星架轴；12-太阳轮轴；13-齿圈轴齿轮；14-齿圈轴；101-输入轴从动齿轮；102-一号离合器；103-二号离合器；104-太阳轮轴从动齿轮；105-太阳轮轴齿轮；106-输入轴齿轮；107-三号离合器；601-太阳轮；602-行星架；603-行星轮；604-齿圈。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明提供一种兼顾功率分流和增程功能的混合动力系统，主要包括模式切换装置1、发动机2、扭转减震器3、一号电机4、一号电机轴5、行星排6、二号电机齿轮7、二号电机轴8、二号电机9、输入轴10、行星架轴11、太阳轮轴12、齿圈轴齿轮13、齿圈轴14；
所述模式切换装置包括输入轴从动齿轮101、一号离合器102、二号离合器103、太阳轮轴从动齿轮104、太阳轮轴齿轮105、输入轴齿轮106、三号离合器107；
所述输入轴齿轮106与所述输入轴10固定连接，与所述输入轴从动齿轮101啮合；
所述输入轴从动齿轮101在所述一号电机轴5上位置固定，可自由旋转；
所述太阳轮轴齿轮105与所述太阳轮轴12固定连接，与所述太阳轮轴从动齿轮104啮合；
所述太阳轮轴从动齿轮104在所述一号电机轴5上位置固定，可自由旋转；
所述一号离合器102一端与所述一号电机轴5相连、另一端与所述输入轴从动齿轮101相连；
所述二号离合器103一端与所述一号电机轴5相连、另一端与所述太阳轮轴从动齿轮104相连；
所述三号离合器107一端与所述输入轴10相连、另一端与所述行星架轴11相连；
所述一号电机4为电动和发电一体机，其转子轴同所述一号电机轴5连接；所述二号电机9为电动和发电一体机，其转子轴同所述二号电机轴8连接；
所述行星排6为普通行星排结构，包括太阳轮601、行星轮602、行星架602和齿圈604；所述太阳轮601同所述太阳轮轴12连接，所述行星架602同所述行星架轴11连接，所述齿圈604同所述齿圈轴14连接；所述输入轴10为所述发动机2的动力轴，其一端连接所述扭转减震器3，另一端连接所述输入轴齿轮106；所述二号电机轴8一端和所述二号电机9转子连接，另一端和所述二号电机齿轮7连接，所述齿圈轴14为动力输出轴，同所述齿圈604连接；
该装置能够实现功率分流混合动力驱动、增程式混合动力驱动、纯电动驱动三种驱动方式：
在纯电动驱动方式下，所述一号离合器102松开，所述二号离合器103松开，所述三号离合器107松开，所述发动机2不工作，所述一号电机4不工作，所述二号电机9以电动机方式工作，二号电机9的输出动力经过所述齿圈轴14输出；
在功率分流式混合动力驱动方式下，所述一号离合器102松开，所述二号离合器103接合，所述三号离合器107接合，所述发动机2工作，所述一号电机4以发电机方式工作，所述二号电机9以电动机方式工作，所述发动机2的部分动力直接通过所述行星架602和二号电机9的动力经所述齿圈轴14输出；
在增程式混合动力驱动方式下，所述一号离合器102接合，所述二号离合103松开，所述三号离合器107松开，所述发动机2工作，所述一号电机4以发电机方式工作，所述二号电机9以电动机方式工作，所述发动机的部分动力直接通过所述输入轴齿轮106和所述输入轴从动齿轮101传递至所述一号电机4进行发电，所述二号电机9的输出动力经过所述齿圈轴14输出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统，其特征在于：包括模式切换装置、发动机、扭转减震器、一号电机、一号电机轴、行星排、二号电机齿轮、二号电机轴、二号电机、输入轴、行星架轴、太阳轮轴、齿圈轴齿轮、齿圈轴；
模式切换装置包括输入轴从动齿轮、一号离合器、二号离合器、太阳轮轴从动齿轮、太阳轮轴齿轮、输入轴齿轮、三号离合器；输入轴齿轮与输入轴固定连接，与输入轴从动齿轮啮合；太阳轮轴齿轮与太阳轮轴固定连接，与太阳轮轴从动齿轮啮合；一号离合器一端与一号电机轴相连、另一端与输入轴从动齿轮相连；二号离合器一端与一号电机轴相连、另一端与太阳轮轴从动齿轮相连；三号离合器一端与输入轴相连、另一端与行星架轴相连；
行星排包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈；太阳轮同太阳轮轴连接，行星架同行星架轴连接，齿圈同齿圈轴连接；
输入轴为发动机的动力轴，其一端连接扭转减震器，另一端连接输入轴齿轮；二号电机轴一端和二号电机转子连接，另一端和二号电机轴齿轮连接，齿圈轴为动力输出轴，同齿圈连接。
2.根据权利要求1所述的一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统，其特征在于：所述输入轴从动齿轮在一号电机轴上位置固定，可自由旋转。
3.根据权利要求1所述的一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统，其特征在于：所述太阳轮轴从动齿轮在一号电机轴上位置固定，可自由旋转。
4.根据权利要求1所述的一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统，其特征在于：所述一号电机为电动和发电一体机，其转子轴同一号电机轴连接。
5.根据权利要求1所述的一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统，其特征在于：所述二号电机为电动和发电一体机，其转子轴同二号电机轴连接。
6.根据权利要求1-5所述的一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统的工作方法，其特征在于：在纯电动驱动方式下，所述一号离合器松开，所述二号离合器松开，所述三号离合器松开，所述发动机不工作，所述一号电机不工作，所述二号电机以电动机方式工作，二号电机的输出动力经过所述齿圈轴输出。
7.根据权利要求6所述的一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统的工作方法，其特征在于：在功率分流式混合动力驱动方式下，所述一号离合器松开，所述二号离合器接合，所述三号离合器接合，所述发动机工作，所述一号电机以发电机方式工作，所述二号电机以电动机方式工作，所述发动机的部分动力直接通过所述行星架和二号电机的动力经所述齿圈轴输出。
8.根据权利要求6所述的一种兼顾功率分流和增程的混合动力系统的工作方法，其特征在于：在增程式混合动力驱动方式下，所述一号离合器接合，所述二号离合松开，所述三号离合器松开，所述发动机工作，所述一号电机以发电机方式工作，所述二号电机以电动机方式工作，所述发动机的部分动力直接通过所述输入轴齿轮和所述输入轴从动齿轮传递至所述一号电机进行发电，所述二号电机的输出动力经过所述齿圈轴输出。
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